(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械上でワークの形状を測定するワーク形状測定方法において、
ワーク表面にライン状のレーザ光を照射するとともに反射光を受光してワーク表面までの距離を測定するレーザ測定器を、ワーク取付部に対し相対移動可能である主軸と一体に取り付ける取付工程と、
前記ワーク取付部のワーク取付面上に、ワークを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域を設定する設定工程と、
前記レーザ測定器を前記ワーク搭載可能領域の外周に沿って相対移動させるとともに、前記レーザ測定器によりライン状のレーザ光を前記ワーク搭載可能領域に向けて照射させる照射工程と、
前記レーザ測定器により取得された距離情報および前記ワーク取付部に対する前記レーザ測定器の相対位置情報に基づいて、ワークの形状と取付位置とを求める算出工程と、を含むことを特徴としたワーク形状測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク形状測定方法において、
前記取付工程では、前記主軸の工具取付部に前記レーザ測定器を取り付ける、ワーク形状測定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワーク形状測定方法において、
前記照射工程では、前記レーザ測定器で距離情報が得られないとき、前記レーザ測定器を前記ワーク搭載可能領域の内側に向けて相対移動させてライン状のレーザ光を照射させる、ワーク形状測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク形状測定方法において、
前記ワーク取付部は、前記ワーク取付面に垂直な回転軸を中心に回転可能であり、
前記照射工程では、前記ワーク取付部を回転させながら、前記ワーク搭載可能領域の外周面に対し垂直にライン状のレーザ光を照射させる、ワーク形状測定方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク形状測定方法において、
前記照射工程では、前記ワーク搭載可能領域の外周縁部に沿って前記レーザ測定器を相対移動させながら、前記ワーク取付面に対し垂直にライン状のレーザ光を照射させる、ワーク形状測定方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のワーク形状測定方法において、
前記算出工程は、ワークを前記ワーク取付部に取り付ける取付具の形状と取付位置も合わせて求める、ワーク形状測定方法。
【請求項７】
工作機械上でワークの形状を測定するワーク形状測定装置において、
ワーク取付部に対し相対移動可能である主軸と一体に取り付けられ、ワーク表面にライン状のレーザ光を照射するとともに反射光を受光してワーク表面までの距離を測定するレーザ測定器と、
前記ワーク取付部のワーク取付面上に、ワークを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域を設定する設定手段と、
前記レーザ測定器を前記ワーク搭載可能領域の外周に沿って相対移動させる移動手段と、
前記レーザ測定器により取得された距離情報および前記ワーク取付部に対する前記主軸の相対位置情報に基づいて、ワークの形状と取付位置とを求める算出手段と、を備えることを特徴としたワーク形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械上で、レーザ光を照射してワーク形状を測定するワーク形状測定方法およびワーク形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のテーブル上に支持されたワークの三次元形状をレーザ光を用いて計測するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、工作機械に設けた非接触型のワーク計測センサをワークに対しＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対移動させ、ワーク計測センサで取得された情報に基づいてワークの三次元形状を求め、加工プログラム上のワークの形状と実際に求めたワークの形状とが適合しているか否かを判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−５３５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ワークの加工サイクルタイムを短縮して生産効率を高めるためには、ワークの形状測定を効率よく行い、形状測定に要する時間を短縮することが好ましく、この点で上記特許文献１記載の装置には改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様であるワーク形状測定方法は、工作機械上でのワークの形状を測定するワーク形状測定方法において、ワーク表面にライン状のレーザ光を照射するとともに反射光を受光してワーク表面までの距離を測定するレーザ測定器を、ワーク取付部に対し相対移動可能である主軸と一体に取り付け、ワーク取付部のワーク取付面上に、ワークを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域を設定し、レーザ測定器をワーク搭載可能領域の外周に沿って相対移動させるとともに、レーザ測定器によりライン状のレーザ光をワーク搭載可能領域に向けて照射させ、レーザ測定器により取得された距離情報およびワーク取付部に対するレーザ測定器の相対位置情報に基づいて、ワークの形状と取付位置とを求めることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の一態様であるワーク形状測定装置は、工作機械上でワークの形状を測定するワーク形状測定装置において、ワーク取付部に対し相対移動可能である主軸と一体に取り付けられ、ワーク表面にライン状のレーザ光を照射するとともに反射光を受光してワーク表面までの距離を測定するレーザ測定器と、ワーク取付部のワーク取付面上に、ワークを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域を設定する設定手段と、レーザ測定器をワーク搭載可能領域の外周に沿って相対移動させる移動手段と、レーザ測定器により取得された距離情報およびワーク取付部に対する主軸の相対位置情報に基づいて、ワークの形状と取付位置とを求める算出手段と、を備えることを特徴とする。本発明におけるワーク形状測定には、ワークをワーク取付部に取り付けるための締め具、イケール、ロータリワークヘッド等のワーク取付具の形状と取付位置も合わせて測定する場合を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、レーザ測定器をワーク搭載可能領域の外周に沿って相対移動させるとともに、ワーク搭載可能領域に向けてライン状のレーザ光を照射させるようにしたので、ワークの形状測定に要する時間を短縮することができ、ワークの生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るワーク形状測定装置が適用される工作機械の要部構成を概略的に示す側面図。
【図２】本発明の実施形態に係るワーク形状測定装置を構成するレーザ測定器の概略構成を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係るワーク形状測定装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の実施形態に係るワーク形状測定方法によるワークの測定動作の一例を示す図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図４のレーザ測定器の相対移動を示す図。
【図６】図４の変形例を示す図。
【図７】図６のレーザ測定器の相対移動を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１〜図７を参照して本発明によるワーク形状測定装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るワーク形状測定装置が適用される工作機械の要部構成を概略的に示す側面図である。
【００１０】
工作機械１は、例えば横形マシニングセンタであり、ベース２と、ベース２上に立設されるコラム３と、コラム３に設けられる主軸４と、ワークＷが取り付けられるテーブル５とを有する。以下では、図示のように互いに直交する３軸をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と定義する。すなわち、主軸４の回転軸ＣＬ１に平行な水平方向をＺ軸、鉛直方向をＹ軸、Ｚ軸とＹ軸の双方に垂直な水平方向をＸ軸とそれぞれ定義する。主軸４は、Ｙ軸用モータ６の駆動により送りねじを介してＹ軸方向に移動し、Ｚ軸用モータ７の駆動により送りねじを介してコラム３と一体にＺ軸方向に移動する。なお、図示は省略するが、工作機械１には、主軸４またはテーブル５をＸ軸方向に駆動するＸ軸用モータも設けられている。
【００１１】
ワークＷは、取付具５ａによってテーブル５上のワーク取付面５ｂに取り付けられている。テーブル５は、Ｂ軸用モータ８の駆動により、鉛直方向の軸線ＣＬ２を中心としたＢ軸方向に回転する。この構成により、主軸４がワークＷに対しＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に相対移動可能となり、かつ、Ｂ軸方向に相対回転可能となる。したがって、主軸４の工具取付部４ａ（チャック）に装着された工具（不図示）によりワークＷを所望の三次元形状に加工することができる。
【００１２】
本実施形態に係るワーク形状測定装置はレーザ測定器２０を有し、レーザ測定器２０は、工具に代えて主軸４の工具取付部４ａに取り付けられる。図２は、レーザ測定器２０の概略構成を示す図である。レーザ測定器２０は、レーザ出力部２１から出力されたレーザ光を揺動鏡２２の揺動により高速スキャンしてワーク表面Ｗａにライン状のレーザ光を照射し、その反射光をレンズ２３を介して撮像素子２４で受光する。ワーク表面Ｗａ上のライン状に並ぶ照射光を、照射ラインＬａと呼ぶ。
【００１３】
揺動鏡２２の揺動動作に対応した反射光の受光位置のデータは、測定データとして無線部２５から制御部３０（図３）に無線で送信される。制御部３０は、これら測定データに基づいて、三角測量の原理により、レーザ測定器２０からワーク表面Ｗａの各点Ｐ１までの距離を演算する。これによりワーク表面Ｗａの各点の位置を表す点データが求まり、点データの集合によりワークＷの形状が求められる。揺動鏡２２は、揺動モータ２６の駆動により、ラインレーザＬａに直交する軸線ＣＬ３を中心に揺動する。なお、揺動モータ２６には制御部３０から有線で制御信号が出力される。
【００１４】
図１に示すように、レーザ測定器２０は、所定範囲の測定可能領域Ｓ（斜線部）を有する。測定可能領域Ｓは、レーザ測定器２０から所定角度θで広がる境界線（直線または曲線）Ｓ１、Ｓ２と、レーザ測定器２０からの距離がＤ１およびＤ２である境界線（直線または曲線）Ｓ３、Ｓ４とによって区画された有限平面であり、測定可能領域Ｓ内において、レーザ測定器２０からの距離Ｄを測定することができる。
【００１５】
図３は、本実施形態に係るワーク形状測定装置１０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、ワーク形状測定装置１０は、制御部３０を中心として、レーザ測定器２０と、入力部３１と、位置検出器３２と、駆動モータＭと、表示部３３とを有する。
【００１６】
入力部３１からは、レーザ測定器２０の測定動作の開始指令、終了指令の他、テーブルに搭載されると予想されるワークＷの形状データ（ＣＡＤデータ）等、ワーク形状測定に関する各種情報が入力される。駆動モータＭは、Ｘ軸用モータ、Ｙ軸用モータ６、Ｚ軸用モータ７、Ｂ軸用モータ８および揺動モータ２６の総称である。位置検出器３２は、Ｘ軸用モータ、Ｙ軸用モータ６、Ｚ軸用モータ７、Ｂ軸用モータ８および揺動モータ２６の位置をそれぞれ検出するＸ軸用検出器、Ｙ軸用検出器、Ｚ軸用検出器、Ｂ軸用検出器および揺動検出器を含む。
【００１７】
Ｘ軸用検出器、Ｙ軸用検出器、Ｚ軸用検出器およびＢ軸用検出器からの信号により、テーブル５に対するレーザ測定器２０の相対位置を検出することができ、さらに揺動検出器からの信号により、レーザ測定器２０に対するレーザ光の照射位置を検出することができる。すなわち、位置検出器３２からの信号によりテーブル５に対するレーザ測定器２０からのレーザ光の照射位置を検出することができる。
【００１８】
制御部３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成され、機能的構成として、領域設定部３０Ａと、計測制御部３０Ｂと、形状算出部３０Ｃと、結果照合部３０Ｄとを有する。制御部３０は、ワーク加工時に工作機械を制御するＮＣ制御装置としての機能も有する。
【００１９】
図４は、ワーク形状測定方法による測定動作の一例を示す図である。図４に示すように、領域設定部３０Ａは、テーブル５のワーク取付面５ｂ上に、ワークＷを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域４０を設定する。ワーク搭載可能領域４０は、テーブル５上に搭載されるワークＷの最大の大きさと取付具５ａとを内側に含む領域であり、テーブル５の形状、大きさ、向き等を考慮して、例えばユーザが入力部３１の操作により手動で設定する。図４では、ワーク取付面５ｂ上に、ワークＷと取付具５ａの全体を包囲するようにワーク取付面５ｂに対して垂直に円筒面４１が形成されている。すなわち、ワーク搭載可能領域４０は円柱形状を呈し、円柱空間の内側に、ワークＷと取付具５ａが収容されている。なお、テーブル５の形状等に応じて、領域設定部３０Ａがワーク搭載可能領域４０を自動で設定するようにしてもよい。
【００２０】
計測制御部３０Ｂは、入力部３１の操作により計測開始が指令されると、駆動モータＭ（Ｘ軸用モータ、Ｙ軸用モータ６、Ｚ軸用モータ７）に制御信号を出力し、レーザ測定器２０を初期位置に移動する。図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ図４のレーザ測定器２０の相対移動を示す図（図４のV-V線断面図）である。初期位置は、例えば図５（ａ）の位置ＰＴ１に示すように、測定可能領域Ｓである有限平面がＹＺ平面上に存在し、かつ、ワーク搭載可能領域４０の上端角部（円筒面４１の上端部）が測定可能領域Ｓの内側に含まれるような位置である。図５（ａ）では、境界線Ｓ１と境界線Ｓ３の交点Ｐ２が、テーブル５の反対側におけるワーク搭載可能領域４０の円筒面４１の端部に一致している。
【００２１】
この状態で、計測制御部３０Ｂは、無線部２５を介してレーザ測定器２０に動作開始信号を送信する。これによりレーザ測定器２０はレーザ出力部２１（図２）からレーザ光を出力する。さらに計測制御部３０Ｂは、揺動モータ２６に制御信号を出力するとともに、Ｂ軸用モータ８に制御信号を出力する。これにより揺動鏡２２が揺動しながら、テーブル５が回転し、ワーク搭載可能領域４０の外周面に沿ってライン状のレーザ光が照射される。レーザ測定器２０によって得られた測定データは、無線部２５を介して所定時間毎に制御部３０に送信される。
【００２２】
図５（ａ）に示すように、ワーク搭載可能領域４０の円筒面４１の高さＨ０がレーザ測定器２０の測定可能領域Ｓの高さ（例えば境界線Ｓ３の長さＨ１）よりも長い場合、レーザ測定器２０を初期位置ＰＴ１に移動したままでは、ワーク搭載可能領域４０の外周を高さ方向（Ｙ軸方向）全域にわたり測定できない。したがって、この場合には、初期位置ＰＴ１でワーク搭載可能領域４０の全周を測定した後に、計測制御部３０ＢがＹ軸用モータ６に制御信号を出力し、図５（ａ）の位置ＰＴ２に示すように、レーザ測定器２０をＹ軸方向に沿って所定量だけテーブル５側にずらす。
【００２３】
この状態で、揺動モータ２６に制御信号を出力するとともに、Ｂ軸用モータ８に制御信号を出力し、ワーク搭載可能領域４０の円筒面４１に沿ってライン状のレーザ光を照射する。レーザ測定器２０のテーブル５側への移動は、測定可能領域Ｓがテーブル上のワーク取付面５ｂに到るまで、すなわちレーザ測定器２０が図５（ａ）の位置ＰＴ３に移動するまで行われる。レーザ測定器２０を移動する度に、軸線ＣＬ２を中心にＢ軸方向にテーブル５を回転し、ワーク搭載可能領域４０の円筒面４１にライン状のレーザ光を照射する。これによりワーク搭載可能領域４０の外周面（円筒面４１）の全体にレーザ光が照射される。
【００２４】
形状算出部３０Ｃは、無線部２５を介して送信されたレーザ測定器２０の測定データ（受光位置データ）を取り込むとともに、各測定データに対応する位置検出器３２からの位置データを取り込む。形状算出部３０Ｃは、これら測定データと位置データとに基づき、レーザ光の照射位置と、その照射位置におけるレーザ測定器２０からの距離Ｄ（図１）を算出する。これによりワーク表面Ｗａの各測定点Ｐ１（図２）の位置を特定することができ、これらの測定点Ｐ１の点データを集合することで、ワークＷの形状および取付位置を求めることができる。
【００２５】
図５（ｂ）に示すように、ワークＷの外径が小さい場合、レーザ測定器２０を初期位置ＰＴ１からＹ軸方向に移動しただけでは、測定可能領域Ｓ内にワーク表面Ｗａが含まれない領域が発生することがある。この場合、レーザ測定器２０は受光位置データを取得できず、測定点Ｐ１を特定できない。レーザ測定器２０が受光位置データを取得できない場合、計測制御部３０Ｂは、駆動モータＭに制御信号を出力し、レーザ測定器２０を、その受光位置データを取得できない位置（図５（ｂ）では初期位置ＰＴ１）に移動させた後、さらに図５（ｂ）の位置ＰＴ４に示すように、レーザ測定器２０を所定量だけワーク搭載可能領域４０の内側（回転軸ＣＬ２側）に移動させる。
【００２６】
これにより測定可能領域Ｓ内にワーク表面Ｗａが含まれ、レーザ測定器２０は受光位置データを取得することができ、ワーク表面全体にわたり測定点Ｐの位置を特定することができる。この場合、計測制御部３０Ｂは、レーザ測定器２０が受光位置データを取得するまで、レーザ測定器２０を所定量ずつ徐々に回転軸ＣＬ２側に移動させる。レーザ測定器２０が回転軸ＣＬ２に接近しすぎると、レーザ測定器２０が障害物（例えばテーブル５）に干渉するおそれがある点を考慮し、レーザ測定器２０の接近移動量に予め制限値を設けておき、計測制御部３０Ｂは、レーザ測定器２０が制限値を越えて接近させないようにする。
【００２７】
なお、レーザ測定器２０のＹ軸方向への相対移動とＺ軸方向への相対移動は、どちらが先であってもよい。すなわち、レーザ測定器２０をワーク搭載可能領域４０の高さ方向全域にわたってＹ軸方向に移動させた後に、受光位置データを取得できなかった部位において、Ｚ軸方向に移動させるようにしてもよい。または、受光位置データを取得できない部位が生じたときに、レーザ測定器２０をＺ軸方向に移動させ、その後、Ｚ軸方向の元の位置に戻してから（あるいは元の位置に戻さずに）、Ｙ軸方向に移動させるようにしてもよい。
【００２８】
以上によりワークＷの形状測定作業が終了すると、結果照合部３０Ｄは、予めＣＡＤ装置（不図示）により設定されたワークＷの形状および取付位置のデータ（設計データ）を入力部３１を介して読み込む。そして、形状測定作業により得られたワークＷの形状および取付位置の実測データと設計データとを照合し、照合結果を表示部３３に出力する。実測データと設計データとが、予め定めた閾値以上異なる場合には、エラーメッセージを併せて出力する。これによりワークＷの形状および取付位置が適正であるか否かをユーザは容易に判断できる。
【００２９】
エラーメッセージが出力された場合には、ワークＷを交換あるいは取付位置の変更が必要と考えられるため、以降のワーク加工動作を禁止する。これにより、誤ったワークＷを選択して加工動作を行うこと、あるいは加工途中におけるワークＷや取付具５ａと他の部位とが不所望に干渉することを防ぐことができる。形状測定作業により得られた実測データには、ワークＷだけでなく取付具５ａの形状データも含まれる。このため、実測データを、ワーク加工時における干渉チェック用の形状データとして用いることもできる。
【００３０】
以上の実施形態によるワーク形状測定方法をまとめると次のようになる。
（１）まず、ワーク表面Ｗａにライン状のレーザ光を照射するとともに反射光を受光してワーク表面Ｗａまでの距離を測定するレーザ測定器２０を、テーブル５に対し相対移動可能である主軸４と一体に取り付ける（取付工程）。
【００３１】
（２）さらに、領域設定部３０Ａで、テーブル５のワーク取付面５ｂ上に、ワークＷを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域４０を設定する（設定工程）。
【００３２】
（３）次に、計測制御部３０Ｂで、レーザ測定器２０をワーク搭載可能領域４０の外周に沿って相対移動させるとともに、レーザ測定器２０によりライン状のレーザ光をワーク搭載可能領域４０に向けて照射させる（照射工程）。
【００３３】
（４）次に、形状算出部３０Ｃで、レーザ測定器２０により取得された距離情報およびテーブル５に対するレーザ測定器２０の相対位置情報に基づいて、ワークＷの形状と取付位置とを求める（算出工程）。
【００３４】
（５）最後に、形状測定作業によって得られたワークＷの形状および取付位置のデータ（実測データ）と、ＣＡＤ装置等から得られたワークＷの形状および取付位置の設計データとを照合し、照合結果を表示部３３に出力する（照合工程）。
【００３５】
このように本実施形態では、レーザ測定器２０をワーク搭載可能領域４０の外周に沿って相対移動させるとともに、ライン状のレーザ光をワーク搭載可能領域４０に照射するので、形状が不明であるワークＷの形状測定を、短時間で効率よく行うことができ、ワークＷの生産効率を向上できる。
【００３６】
算出工程では、レーザ測定器２０からの距離情報および位置測定器３２からの相対位置情報に基づいて、ワーク表面Ｗａの複数の測定点Ｐ１を特定し、これら測定点Ｐ１を集合してワークＷおよび取付具５ａの形状と取付位置とを求める。照射工程では、レーザ測定器２０で距離情報が得られないとき、レーザ測定器２０をワーク搭載可能領域４０の内側に向けて相対移動させてライン状のレーザ光を照射させる。これにより例えばワークＷの径が小さく、レーザ測定器２０をワーク搭載可能領域４０の円筒面４１に沿って移動しただけでは測定点Ｐ１のデータが得られない場合であっても、ワーク形状を確実に把握することができる。
【００３７】
テーブル５は、ワーク取付面５ｂに垂直な回転軸ＣＬ２を中心にＢ軸方向に回転可能であり、照射工程では、テーブル５を回転させながら、ワーク搭載可能領域４０の円筒面４１に対し垂直にライン状のレーザ光を照射させる。これにより、レーザ測定器２０の移動量が少なくて済み、形状測定作業を効率的に行うことができる。
【００３８】
取付工程では、主軸４の工具取付部４ａに、工具に代えてレーザ測定器２０を取り付ける。これにより、ワーク加工時における工具の相対移動と同様に、レーザ測定器２０をワークＷに対し相対移動することができ、レーザ測定器２０の最大限の移動範囲を得ることができる。工作機械１が有する自動工具交換装置（図示せず）を用いて、レーザ測定器２０を主軸４の工具取付部４ａに取り付けてもよい。
【００３９】
なお、上記実施形態では、ワーク取付面５ｂ上のワーク搭載可能領域４０の外周面に対し垂直にライン状のレーザ光を照射するようにしたが、レーザ光の照射方向はこれに限らない。図６は、ワーク取付面５ｂに対し垂直にライン状のレーザ光を照射するようにした例である。
【００４０】
図６に示すように、テーブル５上には、テーブル上面に対し垂直にイケール５０が立設され、イケール５０の主軸側表面にワーク取付面５ｂが形成されている。図６の例では、ワークＷと取付具５ａの全体を包囲するようにワーク取付面５ｂから垂直に４つの側面４２が立設している。すなわち、ワーク搭載可能領域４０は直方体形状を呈し、直方体空間の内側にワークＷと取付具５ａが収容されている。
【００４１】
図７は、図６のレーザ測定器２０の相対移動を示す図（図６の矢視VII図）である。図７では、ワーク取付面５ｂに対し垂直にライン状のレーザ光を照射しているため、レーザ測定器２０からのレーザ光による照射ラインＬａが直線で表されている。レーザ測定器２０は、計測制御部３０Ｂ（図３）により動作が制御され、揺動鏡２２を揺動させながら、ワーク搭載可能領域４０の縁部４３、すなわち４つの側面４２により定義される四角形の辺４３に沿って、矢印に示すように相対移動する。
【００４２】
このとき、計測制御部３０Ｂは、照射ラインＬａが各辺４３に対し直交するように主軸４を回転させる。すなわち、レーザ測定器２０がＹ軸方向に相対移動するときは照射ラインＬａがＸ軸に平行となり、Ｘ軸方向に相対移動するときは照射ラインＬａがＹ軸に平行となるように、レーザ測定器２０を、軸線ＣＬ１（図１）を中心に回転させる。このとき、主軸４を軸線ＣＬ１を中心に回転送りさせるＣ軸制御機能が具備されているのが好ましい。これにより図６のワークＷの側端面Ｗｂの全域にレーザ光を照射することができ、ワーク形状を精度よく測定することができる。
【００４３】
なお、レーザ測定器２０は、図５と同様、所定の初期位置からワーク搭載可能領域４０の縁部４３に沿って相対移動させる。初期位置としては、例えば図６に示すように縁部４３を含むＸＹ平面上に測定可能領域Ｓの境界線Ｓ３が位置し、かつ、図７に示すように照射ラインＬａの端部がワーク搭載可能領域４０の縁部４３と一致するような位置である。
【００４４】
この場合、レーザ測定器２０を初期位置からワーク搭載可能領域４０の外周縁部に沿って相対移動させた際に、測定可能領域Ｓ内にワーク表面Ｗａが含まれないと、レーザ測定器２０で受光位置データを取得できない。受光位置データを取得できない場合には、測定可能領域Ｓ内にワーク表面Ｗａが含まれるように、レーザ測定器２０をＺ軸方向に相対移動してワーク取付面５ｂに接近させ、あるいはレーザ測定器２０をＸＹ平面上をワーク搭載可能領域４０の内側（中心側）に移動させる。
【００４５】
（変形例）
ワーク表面Ｗａにライン状のレーザ光を照射するとともに反射光を受光してワーク表面Ｗａまでの距離Ｄを測定するレーザ測定器２０の構成は、上述したものに限らない。例えば、レーザ出力部２１からのレーザ光をレンズで拡散し、ライン状のレーザ光を照射するようにしてもよい。複数のレーザ出力部２１をライン状に配置し、各レーザ出力部２１からレーザ光を照射することで、ライン状のレーザ光を照射するようにしてもよい。上記実施形態では、工具取付部４ａにレーザ測定器２０を取り付けるようにしたが、主軸４と一体に移動するのであれば、他の部位にレーザ測定器２０を取り付けるようにしてもよい。
【００４６】
上記実施形態では、設定手段としての領域設定部３０Ａにより、ワークＷを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域４０としてワーク取付面５ｂ上に円柱状または直方体形状の空間を設定するようにしたが（図４、図６）、ワーク搭載可能領域４０の形状は上述したものに限らない。計測制御部３０Ｂが駆動モータＭを制御することで、レーザ測定器２０をワーク搭載可能領域４０の外周に沿って相対移動させるようにしたが、移動手段の構成はいかなるものでもよい。ここで、ワーク搭載可能領域４０の外周とは、ワーク取付面５ｂに対し立設する面（図４の円筒面４１）と、ワーク取付面５ｂに対し立設する面の端部（図７の縁部４３）の両方を含む。
【００４７】
レーザ測定器２０により取得された距離情報およびテーブル５に対する主軸４の相対位置情報（位置検出器３２からの情報）に基づいて、ワークＷの形状と取付位置とを求めるのであれば、算出手段としての形状算出部３０Ｃの構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、テーブル５またはイケール５０にワークを取り付けるようにしたが、ワーク取付面５ｂを構成するワーク取付部の構成は上述したものに限らない。
【００４８】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１    工作機械
５    テーブル
５ｂ    ワーク取付面
２０    レーザ測定器
３０    制御部
３０Ａ    領域設定部
３０Ｂ    計測制御部
３０Ｃ    形状算出部
３２    位置検出器
４０    ワーク搭載可能領域
Ｌａ    照射ライン
Ｍ    駆動モータ
【要約】
【課題】レーザ測定器を用いてワークの形状測定を効率よく行う。
【解決手段】ワーク表面Ｗａにライン状のレーザ光を照射するとともに反射光を受光してワーク表面Ｗａまでの距離Ｄを測定するレーザ測定器２０を、ワーク取付部５に対し相対移動可能である主軸４と一体に取り付け、ワーク取付面５ｂ上に、ワークＷを搭載可能な三次元空間であるワーク搭載可能領域４０を設定し、レーザ測定器２０をワーク搭載可能領域４０の外周に沿って相対移動させるとともに、ワーク搭載可能領域４０に向けてライン状のレーザ光を照射させ、レーザ測定器２０により取得された距離情報およびワーク取付部５に対するレーザ測定器２０の相対位置情報に基づいて、ワークＷの形状と取付位置とを求める。
【選択図】図４【図１】
0005393864.tif 000002
【図２】
0005393864.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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